变频牵引电机是高速列车核心设备之一，其绝缘状态直接影响列车的安全稳定运行。聚酰亚胺薄膜因其优异的电气性能被广泛应用于变频牵引电机匝间绝缘，但在实际运行工况下，由于受到高频陡脉冲的作用，变频电机绝缘因电晕放电而出现过早失效的现象。在聚酰亚胺薄膜中添加纳米粒子可以有效提高材料的绝缘性能，但纳米粒子在材料中的团聚现象制约着纳米复合材料性能的进一步提升，而通过对纳米粒子表面改性可以改善其团聚现象。近年来，等离子体因能改善材料的表面性能而被应用于聚合物材料的表面改性，并有望被用来改性纳米粒子的表面特性。因此，研究等离子体改性纳米粒子对聚酰亚胺纳米复合薄膜耐电晕性能影响对于提升变频电机绝缘寿命有着重要的意义。　　本文搭建了等离子体改性纳米粒子试验平台，利用大气压低温等离子体对纳米氧化铝进行表面改性，采用原位聚合法制备得到了性能优良的聚酰亚胺纳米薄膜，通过扫描电子显微镜观察了纳米粒子在薄膜中的分散特性，借助傅里叶红外光谱分析了薄膜的化学结构，基于介电频谱研究了薄膜的介电特性。　　通过去极化热刺激电流法得到了薄膜的热刺激电流曲线，利用热刺激电流分析方法计算了薄膜陷阱能级密度分布，采用电声脉冲法测量了薄膜的空间电荷分布，探究了异极性空间电荷对薄膜电场的影响，采用压片法研究了等离子体改性前后纳米粒子表面化学键的变化，结合界面理论，分析了纳米粒子和聚合物基体间的界面特性，探明了等离子体改性纳米粒子的作用机制，揭示了等离子体改性纳米氧化铝对聚酰亚胺复合薄膜陷阱特性的影响机理。　　测量了方波脉冲电压下薄膜的耐电晕寿命，分析了基于威布尔分布的耐电晕寿命特性，对聚酰亚胺纳米复合薄膜进行了电晕老化，从薄膜介电性能、陷阱特性以及化学键断裂三个方面探究了等离子体改性纳米粒子对薄膜电晕老化微观过程的影响，基于能带理论，从电荷对聚合物分子链轰击作用角度阐明了聚酰亚胺纳米复合薄膜耐电晕性能提高的机理。